Imprinting genetico, Genetica

Imprinting genetico

L'imprinting genetico è un meccanismo che avviene durante la gametogenesi (e in maniera diversa fra le due gametogenesi) e che è alla base di alcune anomalie osservate in quelle che si chiamano “incroci reciproci”. Quando uno spermatozoo feconda una cellula uovo, i loro due pronuclei rimangono separati per breve tempo.

Attraverso micromanipolazioni è possibile sostituire il pronucleo dello spermatozoo con quello di un altro, o il pronucleo dell’ovocita con quello di un altro ovocita, e ottenere ugualmente uno zigote e poi un feto perfettamente wildtype. Se però sostituiamo il pronucleo maschile con un pronucleo femminile otteniamo uno zigote che ha due pronuclei di origine materna (ginogenote); se sostituiamo il pronucleo femminile con un pronucleo maschile otteniamo uno zigote che ha due pronuclei di origine paterna (androgenote). Questi due zigoti non arrivano al periodo fetale.

Nei ginogenoti riscontriamo un buono sviluppo iniziale dell’embrione, ma con uno scarso sviluppo degli annessi embrionali, mentre negli androgenoti riscontriamo scarso sviluppo embrionale ed un buono sviluppo degli annessi embrionali. Ciò è dovuto al fatto che nonostante dal punto di vista quantitativo i due gameti diano un contributo uguale (22 cromosomi), dal punto di vista qualitativo i due genomi sembrano non dare uguale contributo, proprio per questo è necessaria la loro co-presenza.

Esempi di imprinting genetico

Un esempio di imprinting presente anche nell’uomo riguarda l’ormone IGF2. Il gene che codifica per IGF2 è espresso solo se è di origine paterna, se invece è di origine materna viene silenziato; si manifesta quindi nei figli solamente il fenotipo dell’allele di origine paterna (dal punto di vista funzionale è come se si trattasse di un caso di emizigosi). In aggiunta, se entrambi gli alleli provengono dal padre (nel caso di disomia uniparentale), si genera il Tumore di Wilms.

Si è visto che nel topo, anche il gene che codifica per il recettore dell’IGF2 è soggetto al fenomeno di imprinting genico, ma si comporta in maniera opposta al gene dell’ormone: il gene del recettore dell’IGF2 ereditato dal padre risulta silenziato, mentre quello dalla madre risulta espresso.

Sono stati identificati circa cento differenti loci nell’uomo che subiscono imprinting differenziale, cioè che in una gametogenesi alcuni loci sono silenziati mentre altri no. Ovogenesi e spermatogenesi hanno un proprio pattern di imprinting genetico.

In un individuo, i cromosomi omologhi, ognuno proveniente dal padre o dalla madre, portano alcuni loci espressi ed altri silenziati, ma al momento della gametogenesi di quell’individuo, si avrà un nuovo pattern di imprinting genetico.